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摘要：煤矿综合采掘工作面顶板管理是煤矿生产安全任务中的重中之重。分析了顶板事故的形成原因，并提出了煤矿顶板事故的防治对策。
关键词：煤矿；掘进顶板；管理
1 引言
煤矿开采过程中的安全问题一直是十分引人注意的问题，在煤矿开采过程中，一旦发生安全事故，对于社会以及个人都有着十分重要的影响。而在煤矿开采事故中，由于煤矿巷道顶板而发生的事故占据着很大的比例。以下就当前煤矿开采过程中出现的问题类型以及事故的发生原因展开了讨论，并提出了相应的解决措施。
2 煤矿顶板的岩层分类
在进行煤矿工作面的顶板管理前，首先需要对煤矿顶板岩层情况进行分析。根据岩层及顶板岩层的位置，顶板岩层可以分为伪顶岩层、直接顶岩层以及老顶岩层三种。其中，伪顶岩层居于煤层上方，厚度约为0.3m，容易受到外界影响而造成煤炭工作面坍塌；直接顶岩层主要位于伪顶岩层上方，也存在小部分位于煤层上方，其主要成分包括页岩和砂岩，质地也比较清脆，容易出现垮落和坍塌，特别是煤矿采掘工作结束后将支架撤回的时候，会对直接顶岩层的稳定性造成影响；老顶岩层位于直接顶岩层上方，但不与直接顶岩层直接接触，质地较为坚硬，且具备一定厚度。老顶岩层会在采掘空区上方保持悬露面积，具有一定的稳定性，对煤矿采掘工作不会有太大的影响。根据煤矿顶板的岩层，可以将煤矿工作面顶板分为松软顶板、中等垮落顶板和坚硬顶板三种，通过对顶板岩层分类的了解，也有利于煤矿采掘管理安全性的提高。
3 煤矿掘进巷道顶板故障类型以及产生故障的原因
3.1 顶板受压平衡失稳
煤炭在地下形成时，直接受上覆岩压力的影响。因煤矿开采、开拓或掘井，破坏了原有顶板受力的平衡状态，造成了矿山压力受力分布不均匀。这种分布不均匀的压力直接作用在巷道、回采工作面及四周的煤体、岩体上。一旦超过了巷道或顶板的支撑力，轻则会出现顶板沉降、支架回缩的情况，重则会发生冒顶、顶板塌落、巷道压垮等现象。
3.2 顶板破碎带来的影响
由于煤矿采掘工作中容易断层导致的形变和塌陷现象，导致施工人员通常使用泥质进行岩层的填充，这种填充方式无法提高岩层的稳定性，导致出现围岩破碎的情况，从而给采掘顶板管理带来不利的影响。在爆破时岩体易出现结构上的变化，一旦岩体结构超出允许值，就会发生滑动现象。此外，由于岩体的抗拉强度低，而顶板自撑拱形内的岩体重量会直接影响岩体的抗拉强度，当破碎岩体时随着暴露面时间的增加，岩体抗拉强度被顶板承受的拉应力超出成为必然的趋势，进而导致顶板在拱顶区域也出现顶板冒落。
3.3 液压支架选择不合理
造成煤矿综采工作面顶板事故出现的主要原因之一就是液压支架选择不合理。煤矿安全人员只有对顶板进行全方面了解和认识，才能对巷道顶板进行有效的管理，才能为煤矿工人提供一个安全的工作环境。但在煤矿生产实际操作液压支架的过程中，一些操作人员对于液压支护的重视程度不高，对矿井压力、矿井通风等问题不够关注，最终导致液压支护支架的选择不合理，为矿井工人井下工作埋下了很大的安全隐患，一旦发生支护坍塌，将会造成严重的安全事故，给煤矿企业造成大量的经济损失。
4 煤矿顶板管理措施
4.1 加强现场监测
第一，监测的项目。(1)井下巷道围岩表面的位移量，主要包括：①顶板以及底板的相对位移；②巷道两帮之间的相对位移;③顶板的下沉量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)对锚杆的锚固力进行检测。(3)对巷道顶板的离层状况进行监测。(4)对锚杆的受力状态进行监测。(5)通过深孔窥测从而测量围岩的松动圈大小。第二，监测的原则。由于围岩稳定性的高低在很大程度上影响了煤矿的安全开采，因此必须对周边岩石的稳定性进行监测，监测重点应放在井下环境质量较差的地方以及局部稳定性较差的地方；在观察部分设置参数以及合理的评价反馈设计，在洞口或分叉处等特殊的一些工程部位设置观测断面。观测点的安装要注意靠近地面，离地面距离在2m以内最好，目的是在巷道开挖以后可以及时监测到巷道初期的力学形态变化以及巷道围岩的变形情况，这一数据的监测对确定周围的岩石及其重要。具体测量的频率的要求是：在50m以内的掘进工作面中每天测量一次，50m以外的掘进工作面每两天测量一次；也可以根据位移速度为基准量测；将上述两种判断标准中的最好量测值作为量测频度。
4.2 采煤工作面局部厚煤层的顶板管理
若是采煤工作面和局部厚煤层相遇，则会造成煤矿采掘现场矿压升高，从而在各个煤岩层之间形成离层，当顶板岩层有较大压力或者下沉等情况时，顶板则可能出现不同程度的坍塌现象。这时，就应当在构造带局部厚煤层回采时使用支撑能力强的支护结构进行支持，防止煤壁周边出现冒顶事故。一般情况下，最常用的支护方式为构造带两侧采用支护，这种支护方式具有可操作性强、支撑能力强以及控制范围广等优势，能够有效使用局部充填法取代其他的垮落法来进行顶板管理，从而实现挑落破碎层且支撑完整层的目标。除此之外，还有木垛支撑支护方式，木垛支撑具有操作简单、支撑面积广且不受支护高度影响的优势，在构造带局部厚煤层回采过程中得到了较为广泛的应用。根据相关调查限制，采矿的高度的升高，矿压现象就会越来越明显，同时提高支柱的高度就会影响支柱的稳定性，因此对煤矿采掘工作会造成不利的影响。因此，对于不同的煤矿采掘实际情况选择不同的支护方式，对于提高顶板的稳定性具有重要的作用。
4.3 提高工作人员的工作素质，提升管理人员的安全意识
煤矿掘进巷道顶板管理工作人员的安全责任意识是十分重要的。管理人员不应当只是具备相应的管理知识，更应该具备的是安全责任认识。开采方对于管理人员也应该进行充分全面的安全教育。此外还应该设立完善的管理监督体系，对管理人员进行监督，为工作人员搭建一个安全合理的工作平台。对于参与施工开采的工作人员，也应该制定一系列完善的管理制度，具体的工作应该落实到个人，以此来保障输电线路能够得到及时的检查与维护。在建立落实相关工作人员的岗位责任制度时，应该要准确细化各项工作，将各项工作明确化，将工作内容完善化。此外，为了保障人员工作的正常顺利进行，相关部门应该定期开展培训指导工作，以及相关的实践工作，使相关工作人员不断地提高工作水准。相关部门还应该对责任制度进行公开并大力宣扬。工作人员可以说是一线的煤矿开采接触人员，各项因素都有可能会影响到他们的安全，因此相关部门要对此予以重视起来，不断地提高工作人员的工作水平，提升其工作质量，还要保障工作人员具有高度的责任心以及充分的耐心。
5 结束语
随着我国经济的不断发展，人们对于煤炭的需求越发增加。为保障煤矿开采工作能够更加安全高效的开展，对于煤矿掘进巷道的顶板管理是必不可少的。开采方要重视顶板的管理工作，保证顶板支护的安全。
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论文作者:赵云飞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/16
标签：顶板论文; 煤矿论文; 岩层论文; 巷道论文; 工作面论文; 工作论文; 围岩论文; 《电力设备》2019年第9期论文;